KIA FCEV Plattform

Brennstoffzellen


Eine neue Kia-Plattform mit Brennstoffzellenantrieb feierte auf der Internationalen Automobilausstellung in Frankfurt ihre Europa-Premiere. Die FCEV-Plattform („Fuel Cell Electric Vehicle“), die als Basis für einen SUV konzipiert und erstmalig auf der Seoul Motor Show im April präsentiert wurde, markiert einen weiteren Schritt für Kia auf dem Weg zu immer umweltfreundlicheren Serienfahrzeugen.

Die FCEV Plattform

Kia FECV Plattform

Die 4,60 Meter lange Plattform hat einen Radstand von 2,85 Meter und verspricht eine sehr gute Performance: Sie wird von drei Elektromotoren angetrieben, die ihren Strom aus einer 134 PS (100 kW) starken Brennstoffzelle beziehen. Gespeist wird dieses mobile Kraftwerk aus zwei Wasserstofftanks mit einem Fülldruck von 700 bar.

Von Kia durchgeführte Computersimulationen ergaben, dass ein SUV wie der Kia Sorento auf dieser Brennstoffzellen-Plattform in nur zehn Sekunden auf 100 km/h beschleunigen könnte und eine Höchstgeschwindigkeit von 170 km/h sowie eine Reichweite von 600 Kilometer erzielen würde – ohne jeden Schadstoffausstoß.

Fahrdynamik der Kia-Serienfahrzeuge zum Maßstab genommen

Das Chassis der neuen Plattform basiert auf einem hochfesten Leichtbau-Leiterrahmen und ist mit folgenden Komponenten ausgerüstet (von vorn nach hinten): einem Kühler, einem quer eingebauten Elektromotor, der 134 PS (100 kW) leistet und die Vorderräder antreibt, einer Steuereinheit für das thermische Management, einem Luftbefeuchter, der zentral angeordneten Brennstoffzelle (mit bipolaren Platten aus Metall), einem Superkondensator, einem System zur Brennstoffaufbereitung, zwei 76 Liter fassenden Wasserstofftanks und in jedem Hinterrad einem Elektromotor mit 27 PS (20 kW) Leistung.

Das Ziel der Entwicklungs-Ingenieure war, der FCEV-Plattform eine ähnlich hervorragende Fahrdynamik zu verleihen wie den regulären Kia-Modellen mit Verbrennungsmotor. Die Brennstoffzelle und die Wasserstofftanks sind bei der neuen Plattform tief im Fahrzeug positioniert. Dadurch liegt der Schwerpunkt ungewöhnlich niedrig, was für einen SUV vorteilhaft ist. Zu einer optimalen Bodenhaftung tragen zusätzlich die ausgewogene Gewichtsverteilung (Vorderachse und Hinterachse je 50 Prozent), der Allradantrieb und breite, groß dimensionierte Reifen auf 18-Zoll-Felgen bei.

Fortschritt auf dem Weg zur Alltagstauglichkeit

Kia Brennstoffzelle

Die Brennstoffzelle der FCEV-Plattform wandelt die chemische Energie, die bei der Oxidation von Wasserstoff frei wird, in elektrische Energie um und treibt damit die Elektromotoren des Fahrzeugs an. Vereinfacht dargestellt verbrennt – also oxidiert – bei diesem Prozess der Wasserstoff an einer Anode. Dabei werden die Elektronen des Wasserstoffatoms von den Protonen getrennt und durch einen Stromkreislauf zur Kathode geleitet, wobei sie elektrische Energie erzeugen – den Strom für die Motoren der Fahrzeugs.
Die Wasserstoff-Protonen dagegen wandern durch einen Elektrolyt zur Kathode. Hier nimmt zugeführter Sauerstoff die Elektronen auf, die dabei mit den Protonen reagieren und zu Wassermolekülen oxidieren. Bei der chemischen Reaktion in einer Brennstoffzelle entstehen also Elektrizität und Wasser (bzw. Wasserdampf), jedoch keinerlei umweltschädlichen Emissionen.

Die neue Brennstoffzellen-Plattform von Kia ist ein extrem effizientes System, das sich nicht nur durch eine hohe Leistung auszeichnet, sondern auch durch eine deutlich vergrößerte Reichweite und die Kaltstart-Möglichkeit selbst bei Temperaturen von bis zu minus 30 Grad.
Damit ist dieses neue Brennstoffzellen-Konzept nicht nur ein Fortschritt auf dem Weg zur umweltfreundlichen Motorisierung – es erfüllt in weiten Teilen auch bereits die Anforderungen, die an ein Automobil im Alltag gestellt werden.

Erkenntnisse aus Großversuchen in Korea und den USA umgesetzt

Kia betreibt seit vielen Jahren ein Forschungsprogramm mit dem Ziel, Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb unter Alltagsbedingungen zu testen und weiterzuentwickeln, um die kommerzielle Nutzung dieser Technologie voranzutreiben und das öffentliche Interesse daran zu fördern. Im Rahmen dieses Programms führt Kia vor allem mit dem Sportage FCEV, der 2004 vorgestellt wurde, in Korea und den USA Großversuche durch.

In Korea unterhält Kia seit August 2006 gemeinsam mit dem Ministerium für Handel, Industrie und Energie eine Flotte von 34 Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb, darunter auch SUVs und Linienbusse. Die Zahl von gegenwärtig fünf Wasserstoff-Tankstellen wird im kommenden Jahr verdoppelt, damit die Einsatzmöglichkeiten der Fahrzeuge im weiteren Verlauf der fünfjährigen Testphase ausgeweitet werden können.

Die Versuchsflotte in den USA umfasst derzeit 32 Fahrzeuge, darunter 16 Sportage-Modelle. Sie sind seit September 2004 in den Bundesstaaten Kalifornien und Michigan im täglichen Einsatz und wurden immer wieder umfassenden Tests unterzogen.

Viele Erkenntnisse, die die Kia-Ingenieure in Korea und den USA über die Praxistauglichkeit und Effektivität der Brennstoffzelle und ihre technische Infrastruktur gewinnen konnten, sind in die neue FCEV-Plattform bereits eingeflossen. Sie bringen Kia Stück für Stück voran auf dem Weg, diese zukunftweisende Antriebstechnologie für den Einsatz im automobilen Alltag nutzbar zu machen.

 
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